CN104759886A - 牵引式车铣镗床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及牵引式车铣镗床。牵引式车铣镗床，其特征在于，包括：一定位轴，固定于被加工工件的中心轴位置；一梁体，所述梁体包括横梁，横梁可水平转动地固定于所述定位轴；一动力头，可滑动地设置于所述梁体上，包括主驱动器、动力箱和切削刀头，所述动力头可在水平和竖直两个方向运动，并可以作转动运动；至少一套牵引装置，设置于梁体外端，用于驱动所述横梁绕所述定位轴做旋转运动。本发明的牵引式车铣镗床不仅加工精度高，操作方便，且提高生产效率，缩短工期，适用于大型工件的加工，例如大型环形平面的加工、大型圆柱壳体形工件的内外壁上槽、孔的加工等。

Description

牵引式车铣镗床

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及牵引式车铣镗床。

背景技术

对于环形平面、法兰面、圆柱体、多面体的加工，现有技术的车铣镗床通常是通过定位轴的旋转，带动与定位轴连接的横梁、纵梁转动，使安装在横梁、纵梁上的动力头在加工面上移动。这种方法在铣削直径较大的环形平面(例如直径20m的环形平面)圆柱体、多面体时，往往对横梁的刚度具有更高要求，导致制造成本大幅上升。

对于环状类、壳体形工件的内外壁上槽、孔的加工，例如大型水轮发电机组下机架中心体立筋的加工、转子支架中心体立筋和槽的加工，或者定子机座基础板的加工和定位筋安装燕尾槽的加工，以及大型船用浮吊、大型矿山机械转盘的加工等等，这些大型、特大型零部件，直径往往在10米或者20米以上，重量达300吨甚至500吨以上，无法运输，传统方法依靠火焰烘烤和人工打磨、人工校正，或者采用许多垫片来进行现场调整，不仅很费时间，精度也难以保证。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，采用柔性结构，提供一种牵引式车铣镗床，不仅加工精度高，操作方便，且提高生产效率，缩短工期，适用于大型工件的加工，例如大型环形平面、大型座环(包括下环平面、下环内圆、上环平面、上环内圆)，以及大型法兰端面等的加工、大型环形平面上螺孔的加工、大型环状圆柱体、多面体工件的内外壁，以及壁面上槽、孔的加工等。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

牵引式车铣镗床，其特征在于，包括：一定位轴，固定于被加工工件的中心轴位置，当工件中心部位可以直接固定定位轴时，直接固定在工件上，当工件中心无法固定定位轴时，通过焊接、螺栓连接、制作连接盘、或者其他方式固定；一梁体，所述梁体包括横梁，横梁可水平转动地固定于所述定位轴；一动力头，可滑动地设置于所述梁体上，包括主驱动器、动力箱和切削刀头，所述动力头可在水平和竖直两个方向运动，并可以作转动运动；至少一套牵引装置，设置于梁体外端，用于驱动所述梁体绕所述定位轴做旋转运动。所述的动力头，还可以作弧形摆动；安装在所述动力头内部的主轴，带动安装在所述主轴一端的刀盘做旋转运动，实现切削加工。

进一步地，所述的牵引式车铣镗床还包括：至少一套浮动装置，设置于梁体外端，用于带动梁体作上下浮动运动；一套传感检测装置，用于检测动力头随被加工工件表面波动的上下位移值；一套控制系统，用于根据动力头的上下位移值控制所述浮动装置的动作使梁体作与所述上下位移值大小相同的反向运动。具体地说，在环形平面的加工过程中，由于传感检测装置和控制系统的设置，可通过检测动力头位置在竖直方向的位移而控制动力头在竖直方向的升降运动，以保证加工过程中动力头一直处于同一水平高度，进而保证环形平面的加工精度。

进一步地，所述梁体还包括一可拆卸地连接于所述横梁外端的纵梁，所述纵梁垂直于横梁，且平行于所述定位轴；所述纵梁是单梁或双梁，动力头设置于所述纵梁上，浮动装置设置于所述纵梁外端，牵引装置设置于浮动装置的底端。

进一步地，所述传感检测装置包括传感发射器和传感接收器，所述传感发射器设置于所述定位轴或者固连于定位轴的零件上，所述传感接收器设置于所述横梁、纵梁或者动力头或者固连于这些零件的其他零件上。传感发射器与传感接收器的安装位置也可以彼此调换。

作为一种实施方式，所述传感发射器是激光跟踪仪、影像跟踪仪器、红外检测仪或者其它检测仪器。

作为一种实施方式，当所述的牵引式车铣镗床规格较小时，其还包括一标准环，所述标准环具有一以所述定位轴为中心轴的环形平面，所述传感检测装置设置于所述横梁上，用于检测所述横梁相对于所述标准环在垂直方向上的位置变化量。

作为一种实施方式，所述浮动装置包括浮动驱动机构和浮动滑移机构，由所述浮动驱动机构驱动所述浮动滑移机构做上下浮动运动，所述浮动驱动机构是油缸或丝杆螺母驱动机构或者其他滑动机构。

作为一种实施方式，所述的牵引式车铣镗床，其特征在于，还包括一以所述定位轴为中心轴的环形导轨，所述牵引装置可滚动地设置于所述环形导轨上。这种实施方式的牵引式车铣镗床一般用于加工没有环形法兰面的圆柱体或者多面体的壁面，或者壁面上的凸台、凹槽。

进一步地，所述主驱动器是驱动马达，所述驱动马达是伺服马达、液压马达或者其它马达中的一种；所述牵引装置包括牵引驱动马达、牵引传动装置和滚轮，牵引传动装置是联轴器、齿轮传动装置或者其它传动装置。

优选地，所述的牵引式车铣镗床，其特征在于，还包括至少一个固定支架，所述固定支架以所述定位轴为中心轴，并与被加工工件固定。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)由于本发明的牵引式车铣镗床，其牵引机构设置在横梁外端、或者纵梁下端，而非定位轴上，对于大型加工工件来说，降低了车铣镗床对横梁刚度的要求，降低生产成本；

(2)本发明的牵引式车铣镗床，采用了传感检测装置检测动力头上切削刀头高度位置：对于环形平面的加工，由于未加工前，被加工表面的波动，使切削刀头位置向上或向下位移x毫米，控制系统控制浮动装置动作，使动力头向相反方向移动x毫米。

(3)本发明的牵引式车铣镗床结构简单、使用方便，可拆卸运输至加工场地，然后在现场固定和组装，对于待加工的大型工件，可实现工件外形、内壁的车削、内孔的镗削、内外平面、凹槽、凸台的铣削加工、以及环形平面的铣削加工。加工完成后，将该牵引式车铣镗床拆卸即可。

附图说明

图1是本发明牵引式车铣镗床的实施例1的平面结构示意图；

图2是图1中纵梁、动力头、浮动装置和牵引装置的右视图；

图3是本发明牵引式车铣镗床的实施例2的平面结构示意图；

图4是本发明牵引式车铣镗床的实施例3的平面结构示意图；

图5是本发明牵引式车铣镗床的实施例4的平面结构示意图

图6是图5中纵梁、动力头、浮动装置和牵引装置的右视图；

图7是本发明牵引式车铣镗床的实施例5的俯视示意图。

图中：1-定位轴，2-横梁，3-纵梁，4-动力头，41-主驱动器，42-切削刀头，5-浮动装置，Q-滚轮，W-牵引驱动马达，6-传感检测装置，61-传感发射器，62-传感接收器，7-被加工工件，8-标准环，9-环形导轨，10-固定支架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1～2所示，牵引式车铣镗床包括定位轴1、梁体、动力头4、浮动装置5、两个牵引装置、传感检测装置6和控制系统(未图示)。

定位轴1固定于被加工工件的中心轴位置，梁体包括横梁2和纵梁3，横梁2可水平转动地固定于定位轴1，横梁2的横向长度可调节，纵梁3与横梁2的端部可拆卸地连接并平行于定位轴1，动力头4可滑动地设置于纵梁3上，其包括主驱动器41、切削刀头42和动力箱(未图示)，动力头4可在水平(即图示的X方向)和竖直(即图示的Y方向)两个方向运动。本实施例中，主驱动器41是驱动马达，它可以是伺服马达、液压马达或者其它马达中的一种，动力头4位于纵梁3的底部，切削刀头42朝下。

浮动装置5设置于纵梁3底端的前后两侧，其包括浮动驱动机构和浮动滑移机构，由浮动驱动机构驱动浮动滑移机构做上下浮动运动。浮动装置5的上下浮动可带动纵梁3从而带动动力头4作上下运动。

本实施例中，牵引装置有两套，分别设置于纵梁3底端的前后两侧、浮动装置5的下端，用于驱动纵梁3前后运动。牵引装置包括滚轮Q和牵引驱动马达W，本实施例中，牵引驱动马达W用于驱动滚轮Q沿被加工工件表面滚动。在其它实施方式中，牵引装置既可以只设一个，也可以设置多个。本实施例中，滚轮Q可通过丝杠结构上下运动。在其它实施例中，也可采用现有技术中的其它常用结构，而不仅限于丝杠的移动方式。当然，在其它实施例中，也可根据需要设置多个滚轮Q。

传感检测装置包括传感发射器61和传感接收器62。传感发射器61设置于定位轴1上，传感接收器62设置于切削刀头42上。在其它实施例中，传感接收器也可设置于横梁2或纵梁3上。本实施例中，传感发射器61是激光跟踪仪，传感接收器62是光栅。当然也可采用现有技术中的常用传感发射器，例如影像跟踪仪器、红外检测仪或者其它检测仪器。

本实施例的牵引式车铣镗床可用于加工具有环形平面的被加工工件7。使用时，将牵引式车铣镗床的牵引装置置于被加工工件7的上表面。由牵引驱动马达W驱动滚轮Q前后运动，使纵梁3可沿被加工面环绕定位轴1运动，随纵梁3的运动，切削刀头42完成对环形平面的加工，即被加工工件7的上表面加工。由于本实施例中传感检测装置的设置，如果环形平面本身不够平整，那么传感发射器61将检测到切削刀头42的位置有上下位移。例如：如果传感发射器61检测到切削刀头42向上或向下位移了x mm，那么该切削刀头42的位置位移信号被传送至控制系统，控制系统控制浮动装置5相应地向相反方向(向下或向上)移动x mm，进而使动力头相应地向下或向上移动x mm，控制切削刀头一直处于同一水平高度，这样可保证铣出的环形平面精度达到要求。

在其它的实施例中，动力头4也可位于纵梁3的顶部，切削刀头42朝上，则可用于铣被加工工件7的下表面。

实施例2

如图3所示，本实施例的牵引式车铣镗床包括定位轴1、梁体、动力头4、浮动装置5、两个牵引装置、传感检测装置6和控制系统(未图示)。其中，梁体只包括横梁2，没有纵梁，动力头4可滑动地设置于横梁2上，动力头4可在水平(即图示的X方向)和竖直(即图示的Y方向)两个方向运动。其它部分与实施例1相同。

本实施例的牵引式车铣镗床其加工方法和适用的被加工工件也与实施例1相同。

实施例3

如图4所示，牵引式车铣镗床包括定位轴1、横梁2、纵梁3、动力头4、两个牵引装置、浮动装置5、传感检测装置6、标准环8和控制系统(未图示)。本实施例的牵引式车铣镗床与实施例1相比，传感检测装置不同，且本实施例还设有标准环8，其余部件均与实施例1相同。本实施例尤其适用于牵引式车铣镗床规格较小时。

标准环8具有一以定位轴1为中心轴的环形平面，传感检测装置6一端固定于横梁1，其探头与标准环8接触。

本实施例的牵引式车铣镗床也可用于加工具有环形平面的被加工工件7。可根据被加工工件7的上表面所需精度来选择标准环8。本实施例的牵引式车铣镗床使用时，将滚轮Q置于被加工工件7的上表面。由牵引驱动马达W驱动滚轮Q前后运动，使纵梁3可沿被加工面环绕定位轴1运动，随纵梁3的运动，切削刀头42完成对环形平面的加工。传感检测装置6的探头可检测到横梁2在竖直方向位置的位移，当该位移产生，即切削刀头42的位置发生了上下位移，说明环形平面本身不够平整，传感检测装置6将检测信号发送给控制系统，控制系统控制浮动装置5相应地向相反方向，进而使动力头相应地在与切削刀头42的上下位移相反的方向移动，以保证切削刀头42一直位于同一水平高度，使铣出的被加工工件7的环形平面精度达到要求。

实施例4

如图5～6所示，牵引式车铣镗床包括定位轴1、横梁2、纵梁3、动力头4、两个牵引装置和环形导轨9。

定位轴1、横梁2、纵梁3和牵引装置的结构和连接方式同实施例1。

动力头4设置于纵梁3的中部，动力头4包括主驱动器41、切削刀头42和动力箱(未图示)，切削刀头42可在水平(即图示的X方向)和竖直(即图示的Y方向)两个方向运动。本实施例中，主驱动器41即电机，动力头4位于纵梁3的中间位置，切削刀头42水平朝外。

本实施例的牵引式车铣镗床可用于加工大型的圆柱壳体形工件内壁面的槽或孔，例如本实施例的被加工工件7是定子机架。使用时，将牵引装置置于环形导轨9上。由牵引驱动马达W驱动滚轮Q前后运动，使纵梁3可沿环形导轨9环绕定位轴1运动，随纵梁3的运动，切削刀头42可以按要求沿被加工工件7内壁上同一水平高度的圆周完成均匀分布在内壁圆周上的槽或孔的加工。

在其它实施例中，切削刀头42可以水平朝内，这时，牵引式车铣镗床用于加工圆柱壳体形工件外壁面的槽或孔，例如转子机架。

实施例5

如图7所示，牵引式车铣镗床包括定位轴1、横梁2、纵梁3、动力头4、两个牵引装置、环形导轨9和两个固定支架10。定位轴1、横梁2、纵梁3、动力头4、两个牵引装置和环形导轨9的结构和连接方式都与实施例4相同，其平面结构示意图参照图5。

本实施例中为了进一步对牵引式车铣镗床与被加工工件7的定位，牵引式车铣镗床还包括固定支架10，固定支架10以定位轴1为中心轴，其中部与定位轴1固定，其两端分别与被加工工件7固定。固定支架10的数量可根据需要设定。由于固定支架10的设置，对被加工工件7起到更好的固定作用，进一步提高加工精度。

本实施例的牵引式车铣镗床可用于加工大型的圆柱壳体形工件内壁面的槽或孔，例如本实施例的被加工工件7是定子机架。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.牵引式车铣镗床，其特征在于，包括：

一定位轴，固定于被加工工件的中心轴位置；

一梁体，所述梁体包括横梁，横梁可水平转动地固定于所述定位轴；

一动力头，可滑动地设置于所述梁体上，包括主驱动器、动力箱和切削刀头，所述动力头可在水平和竖直两个方向运动；

至少一套牵引装置，设置于梁体外端，用于驱动所述梁体绕所述定位轴做旋转运动。

2.根据权利要求1所述的牵引式车铣镗床，其特征在于，还包括：

至少一套浮动装置，设置于梁体外端，用于带动梁体作上下浮动运动；

一套传感检测装置，用于检测动力头随被加工工件表面波动的上下位移值；

一套控制系统，用于根据动力头的上下位移值控制所述浮动装置的动作使梁体作与所述上下位移值大小相同的反向运动。

3.根据权利要求2所述的牵引式车铣镗床，其特征在于，所述梁体还包括一可拆卸地连接于所述横梁外端的纵梁，所述纵梁垂直于横梁，且平行于所述定位轴；所述纵梁是单梁或双梁，动力头设置于所述纵梁上，浮动装置设置于所述纵梁外端，牵引装置设置于浮动装置的底端。

4.根据权利要求3所述的牵引式车铣镗床，其特征在于，所述传感检测装置包括传感发射器和传感接收器，所述传感发射器设置于所述定位轴或者固连于定位轴的零件上，所述传感接收器设置于所述横梁、纵梁或者动力头上。

5.根据权利要求3所述的牵引式车铣镗床，其特征在于，所述传感发射器是激光跟踪仪、影像跟踪仪器、红外检测仪或者其它检测仪器。

6.根据权利要求2所述的牵引式车铣镗床，其特征在于，还包括一标准环，所述标准环具有一以所述定位轴为中心轴的环形平面，所述传感检测装置设置于所述横梁上，用于检测所述横梁相对于所述标准环在垂直方向上的位置变化量。

7.根据权利要求2所述的牵引式车铣镗床，其特征在于，所述浮动装置包括浮动驱动机构和浮动滑移机构，由所述浮动驱动机构驱动所述浮动滑移机构做上下浮动运动，所述浮动驱动机构是油缸或丝杆螺母驱动机构或者其他滑动机构。

8.根据权利要求1所述的牵引式车铣镗床，其特征在于，还包括一以所述定位轴为中心轴的环形导轨，所述牵引装置可滚动地设置于所述环形导轨上。

9.根据权利要求1所述的牵引式车铣镗床，其特征在于，所述主驱动器是驱动马达，所述驱动马达是伺服马达、液压马达或者其它马达中的一种；所述牵引装置包括牵引驱动马达、牵引传动装置和滚轮，牵引传动装置是联轴器、齿轮传动装置或者其它传动装置。

10.根据权利要求1所述的牵引式车铣镗床，其特征在于，还包括至少一个固定支架，所述固定支架以所述定位轴为中心轴，并与被加工工件固定。